Propiedades molares parciales

Instituto Tecnológico de Ciudad Madero
Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica

Laboratorio Integral II

Práctica 4:
“Propiedades Molares Parciales”


ÍNDICE. Pág.

1.-Objetivo…………………………………………………………………………… | 3 |
2.-Marco Teórico y Desarrollo Matemático…………………….…………………… | 3-4 |
3.-Material y Equipo Empleado…………………………………………………….. | 5 |
4.-ProcedimientoEmpleado………………….……………………………………... | 5 |
5.-Datos Experimentales……………………………………………………………... | 5 |
6.-Resultados……………………………………………………………………........ | |
7.-Gráficas……………………………………………………………………………. | |
8.-Discusión de los Resultados………….………………………………………….. | |
9.-Comentarios……………………………………………………………………….. | |
10.-Bibliografía………………………………………………………………………. | |11.-Apéndice…………………………………………………………………………. | |
12.-Descripción del Trabajo de Cada Miembro……………………….……………... | |

1. OBJETIVO
Determinar los volúmenes molares parciales de una solución en proporción de alcohol (1) / agua (2), a partir de las densidades de las mismas.

2. MARCO TEÓRICO
El estudio cuantitativo de las soluciones ha progresado considerablemente desde la introducción del concepto: propiedad molar parcial. Una propiedad molar de una disolución,por ejemplo el volumen de una mezcla de alcohol y agua, cambia continuamente a medida que se modifica su composición.

Una propiedad molar parcial de una especie i en solución, queda definida por la ecuación:

La definición de la propiedad molar parcial nos permite calcular la propiedad de la solución (M) y viceversa:

La deducción de tal ecuación parte de la observación de que laspropiedades termodinámicas de una fase homogénea son funciones de la temperatura, presión y de los números de moles de cada especie que constituye la fase, de esta manera para una propiedad termodinámica M:

Las magnitudes termodinámicas como la entropía S, energía interna E, volumen V ó entalpía H son magnitudes extensivas, que dependen de la cantidad de sustancia. Es conveniente introducir magnitudestermodinámicas que no dependan de la masa y tengan un valor determinado en cada punto del sistema. En otras palabras, hemos de cambiar las variables extensivas a intensivas. Esto se hace dividiendo por la masa (recordad que el cociente entre dos magnitudes extensivas es una magnitud intensiva). Así, aparecen las magnitudes molares y, para una mezcla de componentes, se define la magnitud molarparcial. Dicha magnitud representa la contribución por mol de cada componente i a la propiedad total X del sistema y se define así:

Xi = (∂X/∂ni)T, P, n1, n2…(1)
Se cumple que toda propiedad extensiva, X, de una mezcla viene dada por:

X= n1X1 + n2X2 +...+niXi …(2)
Donde Xi es la magnitud molar parcial del constituyente i.
Así, por ejemplo, el volumen molar parcial, Vi, expresa el aumentoque experimenta el volumen del sistema en la adición, a P y T constantes de un mol de i a una cantidad tan grande de aquél que no produce cambio apreciable en la concentración. El valor de Vi variará, naturalmente con la concentración de i. En una mezcla ideal, Vi, es igual al volumen molar Vi de la sustancia pura.

Para determinar volúmenes molares parciales en mezclas binarias es adecuado elmétodo de las intersecciones. Consideremos, por ejemplo, una mezcla binaria con un total de un mol de ambos componentes, cuyas fracciones molares son x1 y x2.
Por tanto:
x1 + x2 = 1…(3)
dx1 + dx2 = 0
Como:
V = V1x1 + V2x2
dV = V1dx1 + V2 dx2
dx1 = - dx2
dV = (V2 -V1)dx2…(4)
Si los volúmenes de mezclas de distinta composición, pero con una molaridad total unidad, se representan frentea las fracciones molares del componente 2, (Fig. 1), entonces las ordenadas en el origen BD y AC de la tangente a la curva en la fracción molar x2, son iguales a V2 y V1, para dicha composición. Sea α el ángulo formado por la tangente y la línea V=0; teniendo en cuenta la ecuación (4), se verificará:
tg α = dV/dx2 = V2 - V1
Ahora bien:
BD = V +...